Nghiên cứu kỹ thuật bảo quản nứa bằng chế phẩm LN5 theo phương pháp ngâm thường phục vụ sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ

- Bằng biện pháp kỹ thuật có hoặc không sử dụng chế phẩm bảo quản, phải kéo dài được thời gian sử dụng của lâm sản lên nhiều lần so với lâm sản không được xử lý bảo quản, góp phần đảm bả

PHẠM THỊ BÌNH

NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT BẢO QUẢN NỨA BẰNG CHẾ PHẨM LN5 THEO PHƯƠNG PHÁP NGÂM THƯỜNG PHỤC VỤ SẢN XUẤT HÀNG THỦ CÔNG MỸ NGHỆ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT

Hà Nội, năm 2009

PHẠM THỊ BÌNH

NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT BẢO QUẢN NỨA BẰNG CHẾ PHẨM LN5 THEO PHƯƠNG PHÁP NGÂM THƯỜNG PHỤC VỤ SẢN XUẤT HÀNG THỦ CÔNG MỸ NGHỆ

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY THIẾT BỊ VÀ CÔNG NGHỆ GỖ,GIẤY

MÃ SỐ: 60 52 24

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học:

TS Nguyễn Thị Bích Ngọc

Hà Nội, năm 2009

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái niệm về bảo quản lâm sản

Bảo quản lâm sản là dùng các biện pháp kỹ thuật và biện pháp sử dụng các chế phẩm bảo quản nhằm chống lại sự xâm nhập và phá hoại của các sinh vật, đồng thời hạn chế những tác động bất lợi của môi trường

Kết quả của việc áp dụng công nghệ bảo quản lâm sản phải đạt được mục tiêu:

- Hạn chế mức thấp nhất sự hư hỏng gỗ và lâm sản do tác nhân sinh vật và phi sinh vật gây ra kể từ ngay sau khi chặt hạ đến suốt quá trình sử dụng

- Bằng biện pháp kỹ thuật có hoặc không sử dụng chế phẩm bảo quản, phải kéo dài được thời gian sử dụng của lâm sản lên nhiều lần so với lâm sản không được xử lý bảo quản, góp phần đảm bảo an toàn cho các sản phẩm và công trình có sử dụng lâm sản

Áp dụng công nghệ bảo quản lâm sản sẽ góp phần sử dụng tài nguyên rừng một cách chủ động, hiệu quả, do đó nó có vai trò quan trọng trong chiến lược phát triển, bảo vệ tài nguyên rừng của nền kinh tế quốc dân [17]

1.2 Lịch sử vấn đề nghiên cứu

1.2.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Nứa là một trong những nguồn lâm sản ngoài gỗ có giá trị và trữ lượng

lớn Nứa thuộc phân họ tre (Bambusoideae), học Hoà thảo (Poaceae), lớp cây một lá mầm (Liliopsidal Monocotyledones) Theo các kết quả nghiên cứu

(2004), trên thế giới có khoảng 1200 loài, 70 chi tre nứa khác nhau thuộc phân họ tre, phân bố ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới [16]

Từ xa sưa, người Trung Quốc đã biết sử dụng nứa để sản xuất giấy thủ công, được dùng trong triều đình phong kiến, ban phát sắc phong, chiếu chỉ của vua chúa Nhiều sắc phong đã trải qua hàng trăm năm, trong các tài liệu lưu trữ, đình chùa, còn được lưu giữ đến ngày nay [23]

Nứa là vật liệu tự nhiên, ngay sau khi khai thác đã có thể bị một số loài sinh vật gây hại Theo Padmanabhan cho biết tại Ấn Độ có một số loài nấm

hại tre chủ yếu như: Coriolus versicolor, Polystictus sanguineus, Fungi imperfecti Philipin có một số nấm: Botryodiplodia theobromate, Penicillium

sp Một số nước vùng Đông Nam Á, Trung Quốc, Nhật Bản xuất hiện loài mọt cám nâu hại tre, nứa rất mãnh liệt: Lyctus brunnes Stephens, Dinoderus minutus Fabricius Indonesia, Malaysia, Ấn Độ, Trung Quốc, loài xén tócđa

hổ Cholorophorus annularis Fabricius gây hại nứa rất phổ biến

Để ngăn sự phá hoại đó, đã có một số công trình nghiên cứu khác nhau,

để bảo quản tre, nứa tươi, Wimbush đã ngâm vào bể dung dịch thuốc Wolman 2,5%, trong thời gian 24 giờ, dựng đứng thân cây, ngâm gốc vào dung dịch thuốc 30-40 cm, phần ngọn còn giữ nguyên lá trên cao Kết quả cho thấy toàn

bộ thân cây đã được thấm thuốc bảo quản, không bị mọt phá hoại [25], [23], [36]

Ở Trung Quốc, các nghiên cứu phục vụ sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ từ nứa nguyên liệu cũng phát triển mạnh Các sản phẩm từ nứa có rất nhiều chủng loại, đa dạng phong phú: làn, đĩa, rổ rá, các loại hàng lưu niệm

Từ đó phục vụ cho nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu Các sản phẩm

từ nứa thân thiện với môi trường, là một trong tiêu chí quan trọng Sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ từ nứa là mô hình phù hợp cho các vùng nông thôn, góp phần tạo công ăn việc làm, xoá đói giảm nghèo cho nông dân

Tại Giang Tây (Trung Quốc), để bảo quản nguyên liệu làm bàn, ghế, salông, tre, trúc đã được bảo quản bằng hỗn hợp natri florua với pentaclorphenolat [PCPNa] Nhưng ở Việt Nam để bảo vệ sức khoẻ và môi trường, PCPNa đã không được phép sử dụng

Công trình của Singh và Tewari bảo quản tre nứa tươi ngay sau khi chặt hạ bằng cách ngâm gốc ống tre nứa dựng đứng trong thùng thuốc, độ cao

của dung dịch thuốc là 25 cm, thời gian xử lý 7-14 ngày, quan sát thấy các giọt thuốc xuất hiện đều trên ngọn là được Yêu cầu bảo quản độ ẩm tre nứa tươi là lớn hơn 50%, thời gian ngâm 10-20 ngày sẽ cho chất lượng bảo quản tốt, không bị côn trùng và nấm gây hại [23], [37]

Ở Phúc Kiến (Trung Quốc), tre nứa dạng nan, thanh đã được bảo quản bằng dung dịch muối Borax với PCPNa, có tác dụng chống mốc và mọt Nhưng hiện nay không phù hợp với điều kiện của nước ta

Để bảo quản hàng thủ công mỹ nghệ, ở Vũ Hán (Trung Quốc) đã sấy bằng tủ sấy tia hồng ngoại Sau đó đóng gói kín sản phẩm bằng bao bì [polyme] Nhưng theo chúng tôi, xử lý như vậy chưa phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa Việt Nam, sản phẩm sử dụng trong thời gian dài, sẽ hút ẩm trở lại và vẫn bị mốc, mọt xâm hại

Theo kết quả nghiên cứu của Trung tâm nghiên cứu Tre Trúc (Triết Giang, Trung Quốc), từ nứa có thể sản xuất ra sợi coton để dệt vải chất lượng cao, nhiều loại sản phẩm thủ công mỹ nghệ

Sơ lược lịch sử nghiên cứu ngoài nước cho thấy nứa được sử dụng trong các lĩnh vực, sản xuất nhiều loại sản phẩm khác nhau, qui mô phù hợp với thị trường Các công trình nghiên cứu bảo quản nứa tập trung ở các nước giàu tài nguyên tre nứa như Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia,… Tuỳ theo từng quốc gia mà mức độ yêu cầu về bảo quản nứa và thuốc bảo quản nứa cho các mục đích sử dụng nứa rất khác nhau, song các tài liệu khoa học tham khảo được đã cung cấp những thông tin hữu ích để định hướng cho đề tài luận văn

1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Tre nứa là một trong những loài cây được con người biết đến và sử dụng lâu đời, hầu như gia đình nào cũng có vật dụng bằng tre nứa Ngày nay, công nghiệp chế biến lâm sản phát triển mạnh, tre nứa còn là một trong những

mặt hàng xuất khẩu thế mạnh của lâm sản ngoài gỗ sang các thị trường Mỹ, Châu Âu

Trong thập niên 90 trở lại đây, nhiều làng nghề truyền thống đã phát triển do sự quan tâm và có những chính sách khôi phục làng nghề của Nhà nước Cùng với cơ chế kinh tế mở cửa, nghề sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ của nước ta đang khởi sắc Một số làng nghề truyền thống ở các tỉnh Bắc Ninh, Nam Định, Thanh Hoá đang được khôi phục và phát triển nhanh chóng

Năm 2003, tổng kim ngạch xuất khẩu hàng mây tre đan nước ta đạt 106,42 triệu USD, chiến lược xuất khẩu năm 2020 phấn đấu đạt 800 triệu USD Trong giai đoạn tới là tăng cường sản phẩm chế biến, trong đó có hàng thủ công mỹ nghệ, đảm bảo cơ cấu phát triển kinh tế bền vững [1]

Qua tìm hiểu ở một số địa phương như Chương mỹ (Hà Nội), Ý Yên (Nam Định) có một số xã phát triển làng nghề mạnh là Phú Nghĩa, Yên Thắng, thị trấn Lâm, Nghề sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ nứa cuốn ghép đang được chú trọng phát triển Theo thống kê, nhiều hộ dân đạt giá trị sản xuất trên 50 triệu đồng/năm Nhờ có làng nghề truyền thống mà nhiều doanh nghiệp, hộ gia đình trở lên giàu có Thực tế cho thấy, tại các làng nghề sản xuất càng phát triển thì mức độ ô nhiễm môi trường càng trầm trọng, điều đó ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người dân và môi trường sinh thái [23]

Tre nứa song mây thuộc lớp thực vật một lá mầm, ngành thực vật hạt kín, phân bố trên một địa bàn rất rộng với khoảng 70 chi gồm gần 1000 loài chủ yếu tập trung ở miền nhiệt đới trong đó châu Á là nơi phong phú nhất, chiếm 2/3 trên toàn thế giới Ở Việt Nam theo tài liệu điều tra sơ bộ chiếm khoảng 1/5 tổng số chi và loài trên thế giới Nhiều công trình nghiên cứu cơ bản về tre nứa đã được thực hiện Theo tác giả Nguyễn Hoàng Nghĩa, Trần Văn Tiến (2007), nứa là nhóm các loài tre đặc trưng chủ yếu bởi vách mỏng,

thân có sillíc nên nhám và sắc Nứa trước kia thuộc chi Neohouzeaua và các thông tin trước đây ở nước ta phần lớn chỉ nhắc đến một loài nứa (Neohouzeaua dulloa) Theo hiểu biết tới hiện nay thì các loài nứa thuộc vào chi

Schizostachyum, trên thế giới có cả thảy 70 loài trong đó Trung Quốc có 10 loài

và Ấn Độ có 17 loài, còn Teinostachyum trên thế giới có 6 loài Ngày nay chi Nứa (Schizostachyum) bao gồm cả Cephalostachyum và Teinostachyum Các nghiên cứu gần đây cho thấy chi Nứa có một số loài ở nước ta, quan trọng nhất

và phổ biến nhất vẫn là nứa lá to, nứa lá nhỏ và nứa tép G.S Phạm Hoàng Hộ (1999) đã mô tả 13 loài của chi Schizostachyum và 1 loài của chi Teinostachyum, tổng cộng là 14 loài nứa, trong đó có nứa lá to (S.funghomii), nứa lá nhỏ (S.pseudolima) và nứa (Teinostachyum dulloa) [16]

Để bảo quản tre nứa nói chung, ở trong nước đã có một số công trình nghiên cứu sau đây: Năm 1976, Lê Văn Nông đã nghiên cứu khả năng thấm thuốc của luồng Thanh Hoá khi ngâm tẩm bằng phương pháp ngâm thường và phương pháp Boucherie Tác giả cho biết khi ngâm tre bằng thuốc CuSO4 và

LN2, thuốc có thể thấm vào tre theo cả 4 chiều, tuy nhiên chiều dọc thớ thấm tốt nhất Tre ngâm 60 giờ trong dung dịch thuốc LN2 4% và CuSO4 5% có khả năng ngăn ngừa sự phá hại của mọt tre và hạn chế sự phá hại của nấm chân chim ở mức độ nhất định [20]

Nguyễn Văn Thống (1977), đã bảo quản nứa làm nguyên liệu sản xuất giấy bằng phương pháp nhúng, phun dung dịch thuốc LN2, LN3 và PCPNa Kết quả thí nghiệm cho biết, nứa đối chứng chỉ sau 10 ngày đã bị nấm làm mất phẩm chất, nứa nguyên cây được nhúng trong dung dịch thuốc LN3 và PCPNa nồng độ 4% trong thời gian 1 phút đạt lượng thuốc bám dính trên bề mặt 0,750kg/tấn và đối với nứa đập dập đạt 3,25kg/tấn đã đảm bảo phẩm chất nguyên liệu trong thời gian lưu kho bãi được từ 4 – 6 tháng [26]

TS Nguyễn Chí Thanh dựa trên nguyên lý tẩm Boucherie để bảo quản tre, tác giả đã cải tiến, chỉ cần cạo rạch một phần lớp ruột lụa của ống tre, dựng đứng khúc tre, cho dung dịch bảo quản vào ống tre đó, sau một thời gian thuốc bảo quản sẽ thấm xuống toàn bộ khúc tre Độ ẩm tre, mùa chặt hạ là các yếu tố quan trọng trong quá trình thấm thuốc Tốc độ thấm thuốc còn phụ thuộc vào loại thuốc, thuốc LN3, XM5A thấm nhanh hơn PBB Từ đó cho thấy cần nghiên cứu cho từng đối tượng, từng điều kiện cụ thể để bảo quản đạt hiệu quả cao

TS.Nguyễn Thị Bích Ngọc (2002), đã nghiên cứu bảo quản tre dùng trong xây dựng bằng các loại thuốc CMM, PBB, XM5, cho thấy các loại thuốc

đó phù hợp để bảo quản tre Thuốc CMM dùng để xử lý bảo quản tre khô, thuốc PBB, XM5 dùng bảo quản tre tươi, theo phương pháp ngâm thường hoặc thay thế nhựa Nồng độ thuốc 7-10%, thuốc có khả năng chống lại sự phá hoại của nấm và côn trùng hại tre Nhưng hiện nay, thuốc PBB không được phép sử dụng nữa [18]

Theo TS Lê Văn Lâm, Ths Bùi Văn Ái (2005) đã nghiên cứu bảo quản tre dùng làm nọc tiêu, xây dựng cơ bản, nguyên liệu sản xuất đồ mộc và ván nhân tạo bằng thuốc XM5 20%, thời gian ngâm 5-7 ngày, thuốc có khả năng phòng trừ côn trùng và nấm mục [19]

Th.s Hoàng Thị Tám (2006) đã nghiên cứu kỹ thuật bảo quản tre luồng làm hàng thủ công mỹ nghệ bằng các loại thuốc LN5, XM5 nồng độ 5-7%, cho thấy các loại thuốc đó phù hợp để bảo quản tre luồng Thuốc Cislin dùng để bảo quản bổ sung [19]

Trần Danh Trung (2008) bước đầu nghiên cứu kỹ thuật bảo quản nứa phục vụ sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ bằng thuốc LN5 nồng độ 3-7%, thời gian ngâm 2-6 ngày, thuốc có khả năng phòng trừ côn trùng tốt [29]

Qua các công trình nghiên cứu đó cho thấy, cây nứa là một cây thế mạnh của nước ta Nó là loài cây mọc trong rừng tự nhiên đa tác dụng có chu

kỳ khai thác ngắn từ 3-5 năm Ở trong nước chưa có tài liệu nào giới thiệu đầy đủ về cấu tượng, tính chất cơ lý hóa và phương hướng công nghệ sử dụng hợp lý chúng làm nguyên liệu cho sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ Thời gian gần đây Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam đang triển khai đề tài nghiên cứu tuyển chọn thuốc bảo quản và công nghệ bảo quản nứa nguyên liệu

(Neohouzeana dullooa A.Camus) làm hàng thủ công mỹ nghệ phục vụ tiêu

dùng trong nước và xuất khẩu Quá trình thực hiện đề tài đã kết hợp với khoa Chế biến Lâm sản Trường Đại học Lâm nghiệp hướng dẫn sinh viên tiến hành thực tập tốt nghiệp nghiên cứu kỹ thuật bảo quản nứa phục vụ sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ bằng chế phẩm LN5 đã thu được kết quả bước đầu

Với mục tiêu từ nay đến năm 2020, chúng ta dự kiến thu về giá trị từ mặt hàng xuất khẩu lâm sản ngoài gỗ là 800 triệu USD, trong đó sản phẩm

mỹ nghệ từ nứa cuốn ghép chiếm một tỷ lệ nhất định Do vậy, việc cải tiến công nghệ chế biến nứa nguyên liệu làm hàng thủ công mỹ nghệ được coi là nhiệm vụ cần thiết Chính vì vậy, hơn lúc nào hết chúng ta phải tìm giải pháp

xử lý nứa nguyên liệu để nâng cao chất lượng hàng thủ công mỹ nghệ, tiết kiệm tài nguyên rừng góp phần cải tạo môi trường sinh thái của làng nghề nứa cuốn ghép

1.3 Ưu điểm và tồn tại trong việc bảo quản nứa nguyên liệu tại làng nghề nứa cuốn ghép

Qua thực tế khảo sát tại một số cơ sở sản xuất hàng tại làng nghề cho thấy các cơ sở vẫn chỉ áp dụng kỹ thuật bảo quản bằng cách ngâm tre, nứa dưới ao hồ Đây là biện pháp bảo quản cổ truyền, có thời gian và xử lý kéo dài Trong quá trình lưu kho và vận chuyển sản phẩm bằng đường thủy, do

ẩm độ và nhiệt độ môi trường cao, thuận lợi cho nấm mốc và mọt tre phát triển gây hại các lô sản phẩm làm từ nguyên liệu được xử lý ngâm chưa đủ thời gian Đây cũng là một trong những nguyên nhân chủ yếu làm cho nhiều

lô hàng xuất khẩu sang một số thị trường nước ngoài không được chấp nhận, gây lãng phí rất lớn về tiền của và công sức của nhân dân Mặt khác, kỹ thuật bảo quản này còn gây ra ô nhiễm môi trường nước và không khí

Ngâm nứa trong ao hồ là biện pháp bảo quản bằng kỹ thuật không dùng hóa chất có yêu cầu đơn giản, dễ làm, ít tốn kém, nhưng thời gian ngâm lâu từ 3-6 tháng, do vậy các cơ sở sản xuất không chủ động được nguồn nứa nguyên liệu khi có đơn đặt hàng với số lượng lớn Phương pháp này giúp cho nứa nguyên liệu không bị mọt và nấm mốc gây hại Sau khi ngâm, các chất hữu cơ chứa trong nứa như tinh bột, đường, protein một phần bị hòa tan vào nước, một phần được các vi sinh vật kỵ khí trong nước phân huỷ Nhờ đó nứa nguyên liệu không còn là thức ăn thích hợp cho nấm mốc và côn trùng cánh cứng hại nứa Tuy nhiên, nứa được bảo quản theo cách thức ngâm cổ truyền trong các ao hồ đã gây ô nhiễm môi trường làng nghề nghiêm trọng ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân Từ thực tế khách quan đó đòi hỏi cần có giải pháp để bảo quản nứa nguyên liệu, nâng cao chất lượng sản phẩm hàng hoá, giảm thiểu ô nhiễm môi trường Kế thừa các thành tựu nghiên cứu về bảo quản gỗ, tre nứa đã đạt được ở trong và ngoài nước cho phép thực hiện nghiên cứu bảo quản nứa bằng các loại thuốc bảo quản lâm sản được phép sử dụng ở Việt Nam để rút ngắn thời gian xử lý nguyên liệu nứa, giúp cho sản xuất chủ động, kiểm soát được nguyên liệu đầu vào, nâng cao chất lượng sản phẩm

Vì vậy, triển khai đề tài “Nghiên cứu kỹ thuật bảo quản nứa bằng chế phẩm LN 5 theo phương pháp ngâm thường phục vụ sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ ” có ý nghĩa thiết thực, giải quyết vấn đề thực tiễn đang được

đặt ra, phục vụ cho phát triển bền vững, góp phần tạo công việc cho người dân địa phương

Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu nghiên cứu đề tài

2.1.1 Mục tiêu chung

Đề xuất quy trình kỹ thuật bảo quản nứa nguyên liệu phù hợp với quy

mô làng nghề sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ nứa cuốn ghép nhằm góp phần

sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu nứa ở Việt Nam và giảm ô nhiễm môi trường

- Đề xuất quy trình kỹ thuật bảo quản nứa nguyên liệu phục vụ sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ

2.2 Đối tượng nghiên cứu

- Nứa (Neohouzeaua dullooa A Camus) từ 3-5 tuổi khai thác tại vùng sinh

thái Quan Sơn, Quan Hóa, Bá Thước tỉnh Thanh Hóa Chiều dài lóng từ 60-120cm, đường kính từ 8-12cm

- Chế phẩm bảo quản lâm sản LN5

- Sinh vật gây hại nứa:

+ Nấm mốc: nấm biến màu Ni (Aspergillus niger), nấm mục hỗn hợp Pas (Pleurotus cultivated )

+ Mọt hại nứa: Xyleborus semiopacus Eichhoff

2.3 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu bảo quản nứa phục vụ sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ là một vấn đề rộng và cần nhiều thời gian, trong luận văn giới hạn phạm vi nghiên cứu: xác định khả năng thấm thuốc bảo quản LN5 của nứa, hiệu lực bảo quản nứa trong phòng thí nghiệm Trên cơ sở kết quả nghiên cứu xác định được các thông số cơ bản của quá trình xử lý bảo quản nứa bằng thuốc LN5theo phương pháp ngân thường

2.4 Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát tình hình sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ từ nứa cuốn ghép tại làng nghề

- Nghiên cứu xác định khả năng thấm thuốc bảo quản của nứa theo phương pháp ngâm thường

- Nghiên cứu xác định nồng độ dung dịch thuốc LN5 đảm bảo đủ hiệu lực bảo quản nứa phòng chống sinh vật gây hại nứa

- Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của thuốc bảo quản đến khả năng dán dính màng keo của nứa

- Đề xuất quy trình kỹ thuật bảo quản nứa nguyên liệu phục vụ sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ

2.5 Phương pháp nghiên cứu và xử lý số liệu

2.5.1 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện các nội dung nghiên cứu của đề tài, chúng tôi áp dụng phương pháp kế thừa, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và số liệu được

xử lý bằng phương pháp thống kê toán học

- Phương pháp kế thừa các kết quả nghiên cứu:

+ Kế thừa kết quả nghiên cứu về hiệu lực của thuốc LN5 dùng để bảo quản

gỗ Thuốc LN5 nồng độ sử dụng đạt hiệu quả bảo quản cho gỗ đã được xác định là 5-7% và thời gian ngâm tối thiểu là 24 giờ Kế thừa kết quả nghiên

cứu trên đây làm căn cứ để xác định các mức nghiên cứu về nồng độ dung dịch thuốc LN5 và thời gian ngâm để bảo quản nứa

+ Kế thừa các kết quả nghiên cứu về các phương pháp xác định hiệu lực của thuốc bảo quản đối với sinh vật gây hại lâm sản

- Phương pháp thực nghiệm:

+ Đề tài áp dụng một số quy trình đã được xây dựng thành phương pháp chuẩn do phòng Nghiên cứu Bảo quản Lâm sản của Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam xây dựng để kiểm tra hiệu lực bảo quản của nứa nguyên liệu đối với nấm, mọt và xác định khả năng thấm thuốc bảo quản LN5 của nứa + Kiểm tra khả năng dán dính màng keo của nứa được bảo quản sử dụng tiêu chuẩn JAS-SE-7 (tiêu chuẩn ván sàn công nghiệp từ tre – gỗ) Tuy nhiên với loại hình sản phẩm và đặc điểm của nguyên liệu nứa có chiều dày thành mỏng nên đề tài có điều chỉnh về quy cách mẫu cho phù hợp

2.5.2 Phương pháp xử lý số liệu

Các số liệu thu thập sau quá trình thực nghiệm được xử lý bằng phương pháp thống kê toán học

- Loại bỏ sai số thô

- Phương pháp so sánh giá trị trung bình các mẫu thí nghiệm

n

i i

b Sai tiêu chuẩn mẫu

Được xác định theo công thức:

1

) (

n

i i

(2.2)

Trong đó: S – sai quân phương

Trong đó: m – sai số trung bình cộng

s – sai quân bình phương

x X

f Sai số tuyệt đối của ước lượng

Được xác định theo công thức:

n

s x t

C(95%)  a 2/ (2.6) Trong đó: C(95%) – sai số tuyệt đối của ước lượng

ta/2 – mức tin cậy

s - độ lệch tiêu chuẩn

Chương 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1 Nứa và đặc điểm chính của nứa liên quan đến công nghệ bảo quản

Cây Nứa tên khoa học là Neohouzeaua dulloa Tre nứa là một trong

những loài cây được con người biết đến và sử dụng lâu đời, hầu như gia đình nào cũng có vật dụng bằng tre nứa Chúng được làm làm nhà cửa, nguyên vật liệu xây dựng, ván nhân tạo, sản xuất bột giấy, làm đồ gia dụng, trang trí nội thất và đặc biệt làm nguyên liệu cho sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ

Nứa là loài cây có thân gỗ, hình ống, chia thành đốt, trong ruột rỗng có màng ngăn cách Trong quá trình sinh trưởng chúng không có mô phân sinh thứ cấp, chỉ có mô phân sinh ngọn nên chúng chỉ sinh trưởng theo chiều cao mà không lớn lên về đường kính: cây non và cây già có đường kính như nhau

Đây là loài cây sinh trưởng nhanh, từ khi ra măng đến lúc trưởng thành chỉ trong một khoảng thời gian ngắn 2÷3 tháng có thể đạt tới chiều cao từ 5÷20m Sau 3÷5 năm có thể khai thác và sử dụng được [27]

3.1.1 Cấu tạo nứa

Thân nứa do thành tre bao bọc, độ dày của thành giảm dần theo độ cao thân cây Theo tuổi, bề dày thành tăng dần vào phía trong và chia thành 3 phần: biểu bì, thịt và màng lụa

* Biểu bì: Biểu bì là lớp ngoài cùng, bề mặt trơn bóng, chứa nhiều diệp lục tố

nên có mầu xanh, khi già chuyển thành mầu vàng Trên thân cây có những bộ phận tiếp xúc nhiều với ánh sáng mặt trời, nhất là cường độ chiếu sáng mạnh, quá trình chuyển hoá từ màu xanh sang vàng cũng sớm hơn Lớp biểu bì cứng, chắc và dòn

* Phần thịt: Bao gồm nhiều bó mạch và tổ chức mô mềm Trong đó có khoảng

50% tế bào mô mềm, 40% sợi, 10% tế bào dẫn nhựa

- Cật: là phần tiếp xúc với biểu bì, các bó mạch nhỏ, nhiều, xếp sít nhau, do đó phần cật cứng, chắc Đi sâu vào trong các bó mạch to, ít, xếp thưa dần

- Ruột: bó mạch lớn gấp 2÷3 lần kích thước bó mạch ở phần cật Hai phần libe

và gỗ tách rời nhau ra, mật độ rất thưa, chủ yếu là tế bào mô mềm nên phần này xốp, nhẹ

- Loại tế bào mô mềm dài quan sát trên mặt cắt dọc có hình chữ nhật chủ yếu chứa tinh bột thường khi hình thành thân Nứa, bắt đầu hoá gỗ khi trong ruột tế bào chứa nhiều tinh bột

- Loại tế bào mô mềm tương đối ngắn quan sát trên mặt cắt dọc có hình vuông, trên mặt cắt ngang có hình tròn và hơi tròn nằm lẫn giữa các tế bào mô mềm dài trong quá trình thành thục của thân nứa, loại tế bào này không hoá gỗ

- Tế bào dẫn nhựa của tre nứa có hai loại và đều được gọi là mạch và được xếp dọc trục

+ Mạch giống mạch gỗ: vận chuyển nước và chất lỏng từ rễ lên lá

+ Mạch rây vận chuyển nhựa luyện

Các tế bào mô mềm và các tế bào dẫn nhựa đều có nhiều hơn ở phần ruột, ngược lại ở phần ngoài thành Nứa chủ yếu là sợi Nứa Nứa không có cấu tạo tia nên không có sự dẫn nhựa theo phương xuyên tâm Trên mặt cắt ngang các tế bào mạch rây hoặc các libe được sắp xếp gần biểu bì, chúng tạo thành các lớp tế bào lớn vách mỏng Mặt khác các mạch giống mạch gỗ tạo thành các chất gỗ (xylem) chúng được sắp xếp bên trong libe và tạo thành các tế bào vách dày hơn

* Màng lụa: Là lớp trong cùng, tiếp giáp với khoảng trống của lóng Màng lụa

mỏng, mầu trắng Bó mạch bao gồm 2 phần: libe và gỗ Libe ở ngoài, gỗ ở trong

Với đặc điểm cấu tạo thô đại của tre nứa như trên, cho thấy nứa cũng giống như tre gai, tre luồng, giang đều có cấu tạo gồm các phần cơ bản trên mặt cắt ngang của thành tre đó là biểu bì, thịt tre, ruột lụa Qua nghiên cứu của một

số tác giả, kết quả cho thấy sự có sự ảnh hưởng rõ rệt của cấu tạo đến quá trình

xử lý bảo quản cho tre Với cấu tạo của biểu bì tre, nứa là lớp mô cứng và sáp tạo thành yếu tố cản trở quá trình thấm dung dịch thuốc bảo quản vào sâu bên trong thành tre Phần thịt tre có các các tế bào của bó mạch và tổ chức mô mềm hoàn toàn xếp dọc thân cây nên đây là yếu tố cấu tạo thuận lợi cho quá trình thẩm thấu thuốc bảo quản vào tre theo chiều dọc thớ Vấn đề này cần đặc biệt quan tâm bởi tre nứa dùng trong xây dựng hoặc những sản phẩm có những kết cấu thường phải sử dụng ở dạng nguyên ống và có độ dài lớn, đòi hỏi các giải pháp kỹ thuật xử lý bảo quản phải phù hợp để đảm bảo cho nứa thấm một lượng thuốc đủ để chống lại các sinh vật gây hại Ruột lụa bao gồm một lớp tế bào cứng và được bao bọc bởi màng lụa mỏng màu trắng, lớp tế bào này gây cản trở cho dung dịch thuốc bảo quản thấm vào thành nứa Do vậy, nứa ở dạng chẻ thanh sẽ thuận lợi cho quá trình thấm thuốc bảo quản tốt hơn so với nứa ở dạng nguyên ống

3.1.2 Thành phần hoá học của nứa

Thành phần hoá học của nứa gồm có xenlulo, hemi xenlulo và lignin

là thành phần chính cấu tạo nên vách tế bào Ngoài ra, còn có đường, tinh bột và một số chất chiết xuất khác

Nhóm chất tham gia vào cấu trúc nên vách tế bào gồm xenlulo chiếm 40÷50%, hemi xenlulo 20÷30% và lignin

Tính chất hoá học của những chất cấu trúc lên vách tế bào trong tre nứa ổn định không bị hoà tan trong nước trong dung môi hữu cơ như bazơ

và axit loãng mà chỉ hoà tan trong dung môi vô cơ đặc biệt như H2SO4 và ion kim loại Cu(OH)2 gia nhiệt ở 2400÷4000C thì chỉ có xenlulo tạo thành các chất bay hơi Nếu gia nhiệt cao hơn 4000C thì cacbon hoá hoàn toàn thành than xốp [27], [28]

Tính chất hóa học của những chất dầu nhựa, chất mầu, đường, bột tồn tại trong ruột tế bào là những chất dinh dưỡng của vi sinh vật phá hoại nứa, chúng dễ bị hòa toàn trong nước

Thành phần hoá học của nứa phụ thuộc vào tuổi nứa, loại nứa, điều kiện sinh trưởng và thời gian chặt hạ

3.1.3.Tính chất vật lý và cơ học của nứa

Độ ẩm của nứa: độ ẩm nứa tươi thường thay đổi theo tuổi, độ cao thân cây, vị trí thành nứa và thời kỳ chặt hạ Độ ẩm tre nứa non lớn hơn tre nứa già, ở phần gốc lớn hơn phần ngọn, ở ruột lơn hơn ở cật, độ ẩm nứa tươi thường khoảng 60-80%

Khối lượng thể tích: Khối lượng thể tích của nứa phụ thuộc vào loại nứa, tuổi, độ ẩm, độ cao trên thân, cật và ruột Theo độ cao trên thân cây, mật

đọ bó mạch tăng dần từ gốc đến ngọn, nên khối lượng thể tích tăng dần

Tính chất hút nước của nứa: Nứa và gỗ giống nhau do được cấu tạo nên bởi tế bào nên có vách và ruột tế bào Đây là 2 vị trí giữ nước của nứa Khả năng hút nước nhiều hay ít phụ thuộc vào loại nứa, thời gian ngâm trong nước

Tính chất co rút của nứa: Tỷ lệ co rút của nứa thường ít hơn gỗ Khác với gỗ, ở nứa co rút thể tích nhiều hơn co rút theo chiều dài Co rút tiếp tuyến

ở cật nứa là lớn nhất, thứ hai là co rút xuyên tâm và co rút tiếp tuyến ở ruột tre, co rút dọc thớ là ít nhất Nguyên nhân chính gây ra sự co rút là do phân bố

bó mạch ở cật nhiều hơn ở ruột nên phần cật co dãn nhiều hơn phần ruột Theo hướng xuyên tâm hai phần này không hạn chế lẫn nhau, nên co dãn đạt trị số tối đa và đây cũng là nguyên nhân gây vỡ nứt của nứa trong những ngày khô hanh hoặc khi sấy [27]

Tính chất cơ học của nứa: Nứa nhẹ, dễ gia công, có độ bền cơ học cao

và khả năng thích ứng tốt, nên nó được sử dụng rộng rãi trong xây dựng và sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ

3.2 Sinh vật hại Nứa

Nứa là loại cây mọc nhanh, chu kỳ khai thác ngắn từ 3-5 năm, do đó lượng đường và tinh bột cao Đây là nguồn thức ăn rất hấp dẫn đối với nấm mốc và một số loại côn trùng gây hại Trong thực tế cho thấy Nứa chỉ sau chặt

hạ vài ngày đã bị nấm mốc và côn trùng xâm nhập Côn trùng gây hại đặc trưng nhất đối với nứa nguyên liệu phải kể là mọt [9]

- Lớp Fungi imperfecti (nấm bất toàn)

Trong lĩnh vực bảo quản lâm sản, thường người ta căn cứ vào môi trường sống của loài nấm mà để chia ra làm 2 loại chính: Nấm hại cây sống

và nấm hại tre nứa sau khi đã chặt hạ và gia công chế biến cũng như trong quá trình sử dụng Sự phân chia này cũng chỉ mang tính ước lệ [17], [19]

a Nấm hại cây sống

Các loài nấm này ký sinh hoặc bám sinh trên cây sống, dưới sự tấn công của côn trùng, các tác nhân cơ học, thông qua các vết thương của cây mà nấm xâm nhập vào thân của cây đang sống, làm cây bị tổn thương thêm, mục nát, gây cho cây bị vàng úa và chết Nấm gây bệnh cho tre khi còn đang sống rất phổ biến, trong nhân dân còn gọi là bệnh chổi xể [17], [19]

b Nấm hại tre nứa sau khi chặt hạ

- Nấm hại tre nứa ở kho bãi

Tre nứa nguyên liệu sau khi khai thác được dự trữ ở kho bãi, xếp đống, lúc

này có độ ẩm cao, có một số loài nấm xâm nhập nhưng không phá hại đến cùng, mà khi nguyên liệu đã khô ở mức độ nhất định thì ngừng phá hại Một

số loài phá hại với tốc độ chậm Nếu để lâu thì những đống tre, nứa này sẽ bị các loại nấm hại làm biến màu, mục ải, suy giảm chất lượng [17], [19]

- Nấm hại tre nứa sau khi gia công chế biến

Nấm mục hại vật dụng là tre nứa được dùng ngoài trời

Nấm mốc hại tre nứa dùng dưới mái che

c Sự sinh trưởng, phát triển của nấm và quá trình phân huỷ tre nứa

Quá trình xâm nhập của nấm vào tre, nứa bằng một trong hai phương thức hoặc đồng thời cả hai phương thức như sau:

- Những sợi nấm từ tre nứa đang bị mục lây lan sang tre nứa nguyên

- Các bào tử rơi trên bề mặt tre nứa hoặc các vật thể khác rồi gặp môi trường thuận lợi sẽ nảy mầm, phát triển thành sợi, những sợi này xâm nhập vào tre nứa, chúng phát triển và duy trì mọi hoặt động sống, chính qúa trình này dẫn đến sự biến màu và phân huỷ tre, nứa Tuỳ từng loại nấm mà quá trình này diễn biến khác nhau, làm thay đổi cơ lý hoá của tre, nứa

Sự xâm nhập của nấm vào tre nứa có thể chia thành các giai đoạn sau:

- Khi tre nứa mới được chặt hạ thường bị xám lại do quá trình ôxi hoá các chất dinh dưỡng, độ ẩm đang cao vào thời điểm bị chuyển màu ấy các loại nấm tiên phong bắt đầu xuất hiện rồi xâm nhập vào các tế bào của tre nứa, từ những tế bào bị nấm xâm nhiễm ban đầu ấy nấm lan dần ra các tế bào bên cạnh và lan vào chiều sâu hơn Các loại nấm này không có khả năng phá hại màng tế bào mà chỉ làm ảnh hưởng đến tính chất vật lý của tre nứa

- Giai đoạn tiếp theo nấm tiên phong (đầu tiên) là các loại nấm có sức phá hại chủ yếu xuất hiện, lúc này ẩm độ tre nứa giảm đi đáng kể Các loại nấm trong giai đoạn này một mặt sử dụng các chất chứa trong ruột tế bào mà nấm tiên phong trước đó chưa sử dụng đến, bắt đầu tấn công vách tế bào, nhưng ở mức độ yếu Chúng không có khả năng phá hoại hoàn toàn vách tế bào nứa, do vậy trong tre nứa ngoài sự biến màu còn có hiện tượng mục nhẹ

Đối với hai nhóm nấm trên muốn sinh trưởng và phát triển được cần

có độ ẩm cao và một lượng ôxy không lớn lắm Nhưng khi tre nứa càng để lâu, độ ẩm của tre nứa giảm, trong tế bào có nhiều khoảng trống do nước bốc hơi và không khí thay thế, do vậy lượng ôxy càng lớn, những yếu tố này gây bất lợi cho hai nhóm nấm trên, nhưng lại có lợi cho nhóm thứ ba mới xuất hiện, nhóm nấm thứ 3 này chúng bắt đầu hoạt động khi hai nhóm nấm đầu còn tồn tại nhưng đã yếu Nhóm nấm thứ ba này cần độ ẩm thấp hơn, nhưng ôxy không khí thì lại cần nhiều hơn 2 nhóm nấm đầu Chính nhóm nấm thứ 3 này có khả năng phá hại mạnh thành phần Xenlulô và linhin, làm mất hoàn toàn ứng lực cơ học của tre, nứa

Qua đó ta thấy, quá trình các loài nấm xâm nhập vào tre, nứa là biến màu và tiếp theo là làm mục do vách tế bào bị phá hại, chúng ta nhận xét rằng

độ ẩm tre, nứa và không khí giữ vai trò quyết định trong quá trình xâm nhập

và phát triển của nấm Nấm càng có khả năng phá huỷ tre càng mạnh thì cần

ít độ ẩm và cần nhiều ôxy, nhưng độ ẩm tre, nứa giảm đến một mức độ giới hạn nào đó, lượng ôxy dư thừa nhiều thì các loại nấm này ngừng phát triển hoặc phát triển yếu Giới hạn đó chính là lúc nước tự do thoát khỏi tre, nứa và nấm không có khả năng lấy được nước liên kết trong vách tế bào mà nấm chỉ

có khả năng lấy nước tự do bằng con đường thẩm thấu [17], [19]

3.2.2 Côn trùng hại nứa

a Mọt nứa

Mọt nứa cũng giống như tre thuộc giống Dinoderus Stephens, phân họ Dinoderinae, họ mọt dài Bostrychidae; Giống Dinoderus Stephens có ở Việt

Nam, Ấn Độ, Malaixia, Châu Phi [20], [21]

Trên thế giới có 40 loài, trong đó ở Việt Nam có 3 loài:

- Dinoderus minutus Fabricius 1775

- Dinoderus brevis Horn 1878

- Dinoderus distinctus Lesne 1897

Ở Việt Nam, từ đồng bằng ven biển đến miền núi nơi nào có trồng tre nứa thì ở đó có sự phân bố loài mọtDinoderus minutus F

Mọt hại tre nứa mỗi năm có từ 5 - 7 vòng đời, phụ thuộc vào điều kiện khí hậu của mỗi vùng Chúng thường hoạt động mãnh liệt từ tháng 2 đến tháng 10 hàng năm; với khoảng thời gian hoạt động trong năm lớn, do vậy tác hại của mọt tre là rất lớn

Mọt hại tre nứa thường xâm nhập vào tre từ mặt cắt ngang, cắt dọc, phần mắt, cật tre nứa bị xây xát hoặc chỗ có vết dao hoặc vết cưa Ban đầu mọt mẹ đào một hang vuông góc với thớ tre dài từ 3  5 cm Nếu mọt mẹ xâm nhập từ mặt cắt ngang của ống tre nứa thì đường hang ban đầu dọc theo thớ tre nứa dài từ 0.3  0.7 cm, sau đó đường hang mọt mẹ đổi hướng và luôn vuông góc với mạch tre nứa Đường hang của mọt mẹ xuyên đến đâu làm đứt mạch tre nứa, sau này mọt

mẹ sẽ đặt trứng vào trong những mạch tre nứa bị đứt ngang đó, tiếp theo mọt mẹ

sẽ dùng mùn bịt kín đầu mạch tre nứa lại Đường kính mạch tre nứa thích hợp để mọt mẹ có thể đặt trứng từ 100 - 130 m

Như vậy trên thành tre nứa, phần ruột tre nứa có kích thước mạch thích hợp nhất cho mọt tre xâm nhập Mỗi con mọt mẹ thường đẻ 50 - 90 trứng Tỉ

lệ nở trứng là 75 - 80% Sâu non nở ra, chúng ăn các chất dinh dưỡng có trong mạch tre nứa và gặm thành mạch Đường hang sâu non ban đầu thường thẳng và sẽ rộng dần sau những lần lột xác Đường hang sâu non chứa đầy mùn tre nứa do sâu non bài tiết ra Cuối đường hang là buồng nhộng có hình ô van dài và nằm song song với thớ tre nứa Sâu non thành thục hoá nhộng ở

đó Khi vũ hoá thành mọt trưởng thành, chúng còn lưu lại trong buồng nhộng

2 - 3 ngày rồi đục 1 lỗ bay ra ngoài, còn gọi là lỗ vũ hoá Đối với tre nứa chẻ thanh, lỗ vũ hoá thường thấy nhiều ở phần ruột Đối với tre nứa nguyên ống,

lỗ vũ hoá có thể thấy cả ở phần cật và ít ở phần ruột tre nứa [18]

b Mọt cám nâu

Trong quá trình sử dụng, tre nứa khô có độ ẩm thăng bằng còn bị mọt cám nâu phá hại Mọt cám nâu tên khoa học là Lyctus brunneus Stephens thuộc họ Lyctidae Loài mọt này phân bố rất rộng, gần như khắp thế giới,

nhưng chủ yếu ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới, nhất là vùng Phương Đông, Trung Quốc và Nhật Bản Lê Văn Nông (1999) cho biết những loài tre là ký chủ của mọt cám nâu là tre gai, tre la ngà, nứa, trúc, vầu, luồng [21]

Mọt cám nâu mỗi năm có hai vòng đời, thời kỳ bay của mọt trưởng thành từ tháng 3 đến tháng 7; Mọt mẹ thường đẻ trứng vào lỗ mạch có đường kính  > 70 m; Sâu non sau khi nở ra gặm tre nứa trực tiếp Đường hang của mọt lớn dần lên theo kích thước sâu non và không tuân theo một quy luật nhất định Khi sâu non thành thục, chúng thường hướng đường hang sâu non đến bề mặt tre nứa và hoá nhộng tại đó Sau lột nhộng, mọt trưởng thành đục

một lỗ bay ra có đường kính khoảng 1  1.2 mm, gọi là lỗ vũ hoá Đối tượng thức ăn của mọt cám nâu là tinh bột có trong tre nứa, yêu cầu lượng tinh bột phải lớn hơn 1,5%, nếu không sâu non sẽ bị chết vì thiếu thức ăn

Qua các kết quả nghiên cứu về đặc điểm sinh học của loại côn trùng phá hoại tre nứa trên cho chúng ta đề xuất được các biện pháp bảo quản nguồn nguyên liệu tre nứa đảm bảo hiệu quả an toàn từ khi chặt hạ đến suốt quá trình sử dụng

3.3 Thuốc bảo quản lâm sản

Thuốc bảo quản lâm sản nói chung là những chế phẩm hoá học, sinh học có khả năng tác động trực tiếp hoặc gián tiếp vào lâm sản nhằm ngăn cản

và tiêu diệt các tác nhân gây hại

3.3.1 Các dạng thuốc bảo quản có thể áp dụng bảo quản nứa

Thuốc bảo quản có thể áp dụng để ngâm tẩm nứa có thể chia ra làm 2 loại chính sau:

- Chế phẩm dạng dầu và hoà tan trong dầu

- Thuốc hoà tan trong nước

* Chế phẩm hoà tan trong nước

Thuốc bảo quản dạng này thường là hỗn hợp của hai hay nhiều hợp chất là muối của kim loại như: kẽm, đồng, crôm,… Sau khi ngâm tẩm các hoá chất này có thể phản ứng với nhau tạo thành hợp chất bền vững, ổn định có hiệu lực chống sinh vật hại gỗ tốt hơn Sau đây là các loại thuốc muối điển hình

- HgCl: Được sử dụng sớm nhất, do Homberg giới thiệu từ năm 1705, đến đầu thế kỷ 19 loại thuốc này mới được sử dụng rộng rãi ở châu Âu và

Mỹ Trong kỹ thuật bảo quản HgCl thường được dùng phối hợp với một số muối khác như K2Cr2O7, Na2CO3… Đến nay loại hoá chất này không được dùng để bảo quản gỗ nữa do có độ độc cao đối với người và động vật [17]

- CuSO4: Sun phát đồng được sử dụng để ngâm tẩm gỗ từ năm 1767, khi phương pháp tẩm Boucherie ra đời sun phát đồng được sử dụng rộng rãi ở châu Âu để bảo quản cột điện, cột điện thoại Sun phát đồng có độ độc với nấm, côn trùng và hà biển nhưng không trừ được các loài nấm tiết ra axit oxalic như nấm Poria vaporaria Do sun phát đồng có tính ổn định, dễ rửa trôi

và bị các hoá chất khác tác dụng làm mất hiệu lực với sinh vật hại gỗ, nên sunphát đồng thường được bổ sung thêm một số thành phần khác để khắc phục những nhược điểm kể trên Sulthoni (1988), đã bảo quản tre bằng dung dịch sun phát đồng nồng độ 7% và kết quả khảo nghiệm ngoài bãi thử tự nhiên cho biết tre tẩm có hiệu quả chống lại sự tấn công của mối Singh và Tewari đã xử

lý tre tươi bằng dung dịch CCA 10% và tre khô 5%, tre tẩm đạt tuổi thọ 15 năm trong điều kiện sử dụng ngoài trời [17]

- NaF và các hỗn hợp có NaF: Vào năm 1926, Wolman người Đức đã đăng ký bản quyền sử dụng hỗn hợp NaF và Na2SiF6 là thuốc bảo quản gỗ Thành phần hoạt chất NaF có tác dụng chống nấm và hạn chế hoặc phòng ở mức độ thấp đối với côn trùng hại gỗ Ưu điểm nổi bật của NaF là có độ độc thấp ở người và động vật, không ăn mòn kim loại, rẻ tiền, dễ kiếm Tuy nhiên nhược điểm của NaF là rễ rửa trôi

- Các hợp chất của Bo: Vào những năm 30 của thế kỷ 20, các hợp chất của Bo được sử dụng chống cháy cho gỗ Tuy nhiên trong số các hợp chất của

Bo thì axit boric và borax được đánh giá là có khả năng chống lại các sinh vật hại gỗ Năm 1945, Wimbrush đã dùng borac nồng độ 4% để bảo quản tre, tác giả cho biết thuốc đã có tác dụng hạn chế sự phá hoại của mọt tre Hiện nay borac, boric được dùng rộng rãi làm thuốc bảo quản lâm sản [17]

Với các ưu điểm của thuốc hòa tan trong nước như trên, nên chúng được sử dụng rộng rãi để bảo quản tre nứa nguyên liệu

Năm 2002 TS Nguyễn Thị Bích Ngọc đã nghiên cứu kỹ thuật bảo quản tre dùng trong xây dựng bằng thuốc PPB, XM5 và CMM [18]

Năm 2005 Hoàng Thị Tám đã nghiên cứu kỹ thuật bảo quản tre luồng bằng thuốc LN5 và XM5 [19]

Năm 2007 Trần Danh Trung đã bước đầu nghiên cứu kỹ thuật bảo quản nứa phục vụ sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ bằng thuốc LN5 [29]

3.3.2 Cơ chế tác dụng của thuốc bảo quản

Thuốc bảo quản hiện nay rất phong phú về số lượng, cơ chế tác dụng bảo quản cũng rất khác nhau Thuốc có thể được xử lý trực tiếp lên cơ thể sinh vật hại lâm sản (như đối với mối) hoặc được tẩm sâu vào gỗ, hoặc xông hơi, nhưng dù cách xử lý thế nào cũng đều nhằm phòng ngừa hoặc tiêu diệt các tác nhân sinh vật gây hại lâm sản với các tác động như sau:

* Cơ chế tác dụng đối với mọt gây hại nứa

Thuốc bảo quản lâm sản có nguồn gốc hoá học hoặc từ thực vật khi sử dụng để phòng trừ côn trùng sẽ xâm nhập vào cơ thể của chúng qua vỏ cơ thể, qua miệng và qua hô hấp

- Thuốc xâm nhập qua vỏ cơ thể: Thuốc có đặc tính thẩm thấu qua vỏ

cơ thể côn trùng bằng cách hoà tan trong lipit và lipoprotein của lớp biểu bì trên của vỏ cơ thể Hoặc thuốc có thể xâm nhập vào cơ thể côn trùng qua những đoạn da mềm như các đoạn khớp đầu, ngực, bàn chân, chân lông, râu

cơ quan cảm giác Thuốc xâm nhập qua chỗ da mềm này và qua các tuyến tiết dịch vào lớp hạ bì và màng đáy rồi từ đó vào tế bào thần kinh, tế bào máu và được truyền đi khắp cơ thể thông qua hệ thống tuần hoàn

- Thuốc xâm nhập qua đường tiêu hoá: Thuốc xâm nhập vào cơ thể côn trùng qua miệng vào đường ruột cùng với thức ăn và được hấp thụ chủ yếu ở đoạn ruột giữa qua bao ruột peritrophit rồi khuếch tán qua lớp biểu bì ruột vào

tế bào thần kinh, máu truyền đi khắp cơ thể Một lượng thuốc cũng có thể

thẩm thấu qua thành ruột trước vào thành ruột sau và được giữ lại ở đó Quá trình đồng hoá và bài tiết thức ăn tiến triển càng chậm chất độc càng lưu lại lâu trong ruột, thức ăn không tiêu hoá được vì thuốc bảo quản sẽ tiêu diệt các

vi khuẩn trong ruột côn trùng có tác dụng giúp tiêu hoá thức ăn, hoặc phá huỷ men tiêu hoá của côn trùng

- Chế phẩm xâm nhập qua đường hô hấp: Ngoài những loại thuốc tác

động qua đường tiếp xúc, đường tiêu hoá còn có loại thuốc gây hiệu lực qua đường hô hấp do một phần thuốc biến thành thể khí có tác dụng xông hơi Chất độc xâm nhập qua lỗ thở cơ thể côn trùng và từ đó qua hệ thống khí quản và vi khí quản vào tổ chức tế bào thông qua quá trình thông hơi Chế phẩm xâm nhập qua đường hô hấp gây độc nhanh và mạnh hơn rất nhiều so với xâm nhập qua đường ruột và qua vỏ cơ thể côn trùng bởi sẽ tác động ngay tới tế bào thần kinh [17], [25]

3.3.3 Cơ chế thấm thuốc bảo quản vào nứa

Thuốc bảo quản dùng để xử lý lâm sản theo các phương pháp tẩm sẽ thấm sâu vào nứa theo các cơ chế khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện nứa nguyên liệu, loại thuốc và phương pháp tẩm

Tre nứa là một trong những loại vật liệu xốp – mao mạch, bao gồm các

bó mạch phân bố rải rác trên nền các tế bào nhu mô Các tế bào nứa hầu hết xếp song song với trục dọc thân cây Với đặc điểm cấu tạo như vậy khi ngâm trong dung dịch thuốc bảo quản, quá trình thẩm thấu tự nhiên của thuốc vào nứa là một quá trình vật lý gồm hai giai đoạn:

a Quá trình mao dẫn

Với cấu tạo giải phẫu của tre nứa có thể phân định rõ ràng hệ thống mao mạch có kích thước lớn bao gồm có ống mạch, hệ thống này được liên hệ với các thành phần cấu tạo khác bởi các lỗ thông ngang Hệ thống mao mạch

có kích thước rất nhỏ bao gồm khoảng không gian giữa các vách tế bào và

giữa các mao mạch nhờ hiện tượng mao dẫn Việc nghiên cứu động lực học của quá trình nâng cao chất lỏng trong mao mạch không phụ thuộc vào vật liệu đã được Ostvald (1908) nghiên cứu, tác giả kết luận rằng khối lượng chất lỏng m, chuyển động trong mao mạch là đại lượng thay đổi [17]

Trong đó: r là bán kính mao mạch

 là khối lượng riêng chất lỏng

x là chiều cao cột chất lỏng Trong quá trình chất lỏng chuyển dịch trong ống mao dẫn, lực tác động lên cột chất lỏng là tổng hợp của 3 thành phần:

Trong đó: f1 là lực mao dẫn, f1 = 2  r cos 

f2 là lực trọng trường đặt dọc mao mạch, f2= -.r2.x.g.sin

f3 là lực cản, f3 = - 8. .x.x

Từ công thức (3.3), chiều cao cột chất lỏng trong mao mạch khi mao mạch đặt trong dung dịch chất lỏng theo phương nằm ngang được tính toán theo công thức:







.2

cos

 là thời gian để chất lỏng nâng lên trong mao mạch

Từ hai công thức 3.1 và 3.3 cho thấy lượng chất lỏng và chiều cao cột chất lỏng trong mao mạch tỉ lệ thuận với bán kính của mao mạch và thời gian ngâm

Tuy nhiên, do cấu trúc phức tạp, không đồng nhất của tre, nứa, song mây và

gỗ nên việc xác định độ lớn thực của các bán kính mao mạch cho dòng chất lỏng chảy qua không có khả năng thực hiện Theo tác giả Nguyễn Thị Bích Ngọc cho biết

độ thấm của tre biểu thị bằng hệ số thấm C không phụ thuộc vào độ xốp của vật liệu,

mà nó phụ thuộc, bởi cấu tạo giải phẫu đặc biệt của mỗi loài riêng biệt và bởi trạng thái các phần tử dẫn của tre Để giảm bớt tính toán một số tác giả như Stone, Onach

đã đưa ra giả thiết thay thế tiết diện của các phần tử dẫn chất lỏng của tre, nứa, gỗ, song mây bằng khái niệm bán kính hiệu quả của hệ thống mao mạch Với giả thiết như vậy, cho phép nghiên cứu độ thấm của tre từ đại lượng lưu lượng chất lỏng thu được bằng thực nghiệm và tìm được sự biểu diễn định lượng bán kính hiệu quả của

hệ thống mao mạch gỗ [17]

Ngoài ra, cũng vận dụng định luật Puazeil để thấy rằng lượng thuốc bảo quản thấm vào các mao mạch tre, nứa, song mây phụ thuộc vào độ chênh lệch áp

kích thước của mao mạch Tuy nhiên, trong trường hợp vật liệu tre, nứa có cấu tạo phức tạp, quy luật thấm không hoàn toàn tuân theo mao dẫn, không thể tính bằng công thức đã nêu ở trên, mà phải qua thực nghiệm [17], [18]

b Quá trình thấm do khuếch tán

Bản chất của quá trình khuếch tán là quá trình truyền làm cho dung dịch đồng nhất về khối lượng riêng và áp suất Do vậy, các phần tử hoặc ion chất hoà tan trong nước sẽ có chuyển động với một động năng trung bình của chuyển động tịnh tiến nào đó là D, áp suất P do các phân tử gây nên là:

T là nhiệt độ tuyệt đối

k là hằng số Bolzmanm

Khi tre nứa có độ ẩm cao trong dung dịch chế phẩm bảo quản, vách tế bào gỗ được coi là màng bán thấm, các phân tử hoặc ion chế phẩm sẽ khuếch tán vào trong tre nứa Như vậy, quá trình thấm mao dẫn và quá trình thấm khuếch tán cũng có nhiều điểm giống nhau Quá trình thấm mao dẫn là sự dịch chuyển của chất lỏng do sự chênh lệch áp suất, còn quá trình khuếch tán

là sự vận động của phân tử chất hoà tan do có sự chênh lệch về nồng độ

Quá trình khuếch tán của thuốc bảo quản vào tre nứa chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố Trong đó độ ẩm là yếu tố cần đề cập trước tiên, do nước

là xúc tác trung gian nên khi độ ẩm tre nứa càng cao sẽ làm tăng tốc độ khuếch tán Các thí nghiện của Viden (1984) đã chứng minh được rằng khi độ

ẩm gỗ thấp hơn 50% thì quá trình khuếch tán diễn ra rất chậm Bởi với độ ẩm tre nứa thấp nước tự do trong khoang rỗng các tế bào không liên tục làm cho quá trình khuếch tán bị cản trở Nồng độ và nhiệt độ của dung dịch có quan hệ

tỉ lệ thuận với tốc độ khuếch tán Quá trình khuếch tán còn chịu ảnh hưởng của phản ứng giữa các ion điện tích và vách tế bào Xenluloza, mỗi một gốc đường gluco có 3 nhóm OH tự do, các nhóm OH này có thể tạo ra nhiều liên kết hoá học với các ion mang điện tích dương và có xu hướng đẩy các ion mang điện tích âm Khi hoá chất bảo quản hoà tan trong dung môi nước cũng

sẽ phân ly thành các ion mang điện tích Các ion này sẽ có liên kết với gốc

OH của phân tử xenluloza tạo thành hiện tượng “nhị điện” và hiện tượng này

sẽ dẫn đến một số thành phần của thuốc bảo quản cố định vào vách tế bào, làm cho nồng độ ion tham gia khuếch tán giảm xuống do đó quá trình khuếch tán bị chậm lại [17]

3.4 Phương pháp bảo quản nứa

Trên thế giới và ở nước ta tre, nứa là đối tượng mới được quan tâm nghiên cứu bảo quản từ những năm giữa thế kỷ XX trở lại đây Hầu hết các phương pháp bảo quản gỗ đã được nghiên cứu áp dụng để bảo quản tre, nứa Thông thường có 2 phương pháp xử lý đó là kỹ thuật không dùng chất hoá học và kỹ thuật sử dụng chất hoá học [17]

3.4.1 Phương pháp bảo quản nứa bằng kỹ thuật (phương pháp không dùng chất hoá học)

- Các phương pháp làm bảo quản bằng kỹ thuật làm giảm tác hại của sinh vật hại tre, nứa theo kinh nghiệm cổ truyền của nước ta và các nước khác rất phong phú, có thể tóm tắt như sau :

* Mùa chặt hạ : Tre, nứa nói riêng, các loài thực vật nói chung có

lượng hydratcacbon thay đổi theo mùa Mùa thu hoạch tre, nứa thích hợp nhất

là từ tháng 8 đến tháng 12

* Tuổi thu hoạch : Tre, nứa sử dụng trong xây dựng thường được thu hoạch ở tuổi thành thục vì khi đó tre có cường độ cơ lý cao và lượng đường, bột trong tre thấp Tuổi thành thục của tre nứa ở độ tuổi thứ 35

* Dựng tre sau thu hoạch: Người ta giữ tre vừa chặt dựa vào nhau theo

hướng thẳng đứng trong thời gian vài ngày Các tế bào nhu mô trong cây vừa chặt tiếp tục sống thêm một thời gian, thức ăn dự trữ trong tế bào nhu mô được sử dụng để nuôi cây làm cho lượng đường trong tre giảm đi

* Ngâm nước: Tre mới chặt hạ được ngâm chìm trong dòng nước chảy,

nước tù hoặc dưới bùn Theo Sulthony thì thời gian ngâm tre, nứa 4-12 tuần là đạt hiệu quả bảo quản, theo kinh nghiệm của nhân dân ta thì thường ngâm tre

từ 6 tháng đến 1 năm, tre, nứa ngâm chín có khả năng chống mọt và nấm mốc rất tốt

* Hun trên ngọn lửa: Tre, nứa tươi còn nguyên ống được hun trên

ngọn lửa sau khi đã được quét một lớp dầu trên bề mặt Phương pháp này làm cho tre, nứa khô rất nhanh và bị than hoá ở lớp ngoài cùng Quá trình nhiệt

ẩm này làm cho lớp tre, nứa ngoài phồng lên, cân bằng với độ co rút tre do giảm ẩm tạo cho tre nứa ổn định và vững chắc Đây là phương pháp vừa có tác dụng bảo quản vừa có tác dụng làm tăng độ bền cơ học của tre, nứa nguyên ống Phương pháp này thích hợp cho việc sử dụng nguyên ống làm nhà cửa, cột cọc với số lượng ít

* Hun khói: Theo kinh nghiệm ở Việt Nam và một số nước khác, các

dụng cụ bằng mây tre đan được gác lên mái bếp để hun khói dùng sẽ tốt hơn Khói bếp mang nhiệt làm tre khô nhanh hơn tránh được mốc, đồng thời lớp khói bám trên bề mặt sản phẩm tạo thành lớp bồ hóng có thành phần hoá học tương tự như sản phẩm dầu nhựa khi nhiệt phân gỗ, phòng được nấm mốc và mọt gây hại Phương pháp này thích hợp để bảo quản một số đồ gia dụng nhỏ

ở các vùng nông thôn

* Bảo quản bằng nước vôi hoặc các loại dầu nhựa: Các bề mặt của

thanh tre, nứa, phên tre, nứa, các mặt cắt, đốt cành và các vị trí thịt của tre, nứa lộ ra ngoài, được quét một lớp nước vôi có tác dụng bảo vệ chống lại sự xâm nhập của nấm và mọt, dầu nhựa cây có tác dụng cách ly chống nước ẩm Phương pháp này rất dễ thực hiện để các gia đình tự thao tác, song hiệu quả bảo quản không cao, nếu tre, nứa sử dụng ngoài trời dễ bị rửa trôi các lớp bảo vệ

* Bảo quản bằng kê xếp cách ẩm : Các cột tre, nứa dùng trong công

trình xây dựng được kê trên phiến đá, tấm thép hoặc xi măng tránh để tre tiếp xúc trực tiếp với đất, tạo điều kiện cho tre luôn được khô Biện pháp này kết hợp khi xây dựng công trình, thông thường tre, nứa dùng đã được ngâm nước

kỹ không bị mọt và nấm phá hoại Các tấm kê giúp tre không bị nấm mục và mối khó tiếp cận [17]

Trong các phương pháp bảo quản kể trên thì phương pháp ngâm tre, nứa xuống nước hiệu quả cao hơn và hiện nay ở các vùng nông thôn Việt Nam, người dân vẫn áp dụng phương pháp này để bảo quản tre, nứa cho xây dựng, làm hàng thủ công

Nói tóm lại: Các phương pháp bảo quản tre, nứa bằng kỹ thuật đã phát huy được những tác dụng tích cực, góp phần hạn chế sự phá hoại của các sinh vật như nấm mốc, mọt, mối nhưng phương pháp này còn có một số mặt hạn chế sau:

- Hiệu quả bảo quản không cao

- Thời gian xử lý kéo dài với số lượng ít, không chủ động về thời gian

- Không đảm bảo yêu cầu sản xuất hàng hoá mang tính công nghiệp

- Gây ô nhiễm môi trường nước

3.4.2 Phương pháp bảo quản nứa bằng chế phẩm hoá học

Là các phương pháp bảo quản có sử dụng hoá chất làm thuốc bảo quản tác động vào nứa

Thuốc bảo quản có thể được tẩm vào tre, nứa bằng cách phun, quét và nhúng hoặc ngâm vào hoá chất bảo quản Cũng có thể dùng áp lực để đưa thuốc bảo quản vào tre, nứa như phương pháp tế bào đầy và phương pháp tế bào rỗng Tuy nhiên, các phương pháp này có chi phí cao và thường chỉ áp dụng ở các nhà máy có qui mô lớn

Với mục tiêu là bảo quản nứa phục vụ sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ tại làng nghề nứa cuốn ghép như phần phạm vi nghiên cứu của đề tài đã nêu, nên chúng tôi chọn phương pháp bảo quản là ngâm thường

* Phương pháp ngâm thường: Tre, nứa sau khi khai thác, cắt ra từng đoạn

theo kích thước yêu cầu được đưa vào ngâm dung dịch thuốc bảo quản theo cấp nồng độ và thời gian xử lý Phương pháp này là một trong những phương pháp được ra đời sớm, phổ biến ở nhiều nước, đặc biệt ở nước ta Trang thiết

bị, kỹ thuật đơn giản, tiện lợi dễ áp dụng, phù hợp trong thực tế sản xuất hiện nay

Trong quá trình ngâm, chế phẩm bảo quản sẽ thấm vào nứa theo nguyên lý khuếch tán hoặc mao dẫn phụ thuộc vào độ ẩm nứa khi ngâm

- Khi nứa có độ ẩm lớn hơn điểm bão hoà thớ gỗ: chế phẩm sẽ thấm vào gỗ theo nguyên lý khuếch tán Nghĩa là chỉ có một lượng nước rất nhỏ có khả năng thấm vào nứa, còn lại hầu hết ion hoặc phân tử chế phẩm từ dung dịch khuếch tán vào nứa

- Khi nứa có độ ẩm thấp dưới điểm bão hoà thớ gỗ: chế phẩm sẽ thấm vào nứa theo nguyên lý mao dẫn Toàn bộ dung dịch gồm nước và các ion chế phẩm đồng thời thấm vào nứa

Trong quá trình ngâm, tốc độ thấm của chế phẩm trong giai đoạn đầu là nhanh nhất, thường kéo dài trong 1-2 ngày đầu, sau đó tốc độ thấm giảm dần trong những giai đoạn ngâm tiếp theo Nếu quá trình ngâm cứ tiếp tục kéo dài từ vài tuần đến vài tháng thì quá trình thấm sẽ cân bằng, tức là nứa đã được thấm chế phẩm hoàn toàn Tuy nhiên, việc xử lý như vậy sẽ phi thực tế, vì không đạt hiệu quả kinh tế

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1 Trữ lượng nứa và tình hình sản xuất hàng thủ công nứa cuốn ghép tại làng nghề

Nứa ở nước ta được khai thác chủ yếu từ rừng tự nhiên Theo tài liệu kiểm kê rừng, đến năm 1995 trong toàn quốc có 789.221 ha tre nứa thuần loài

và khoảng 8,5 tỷ cây tre nứa Tổng diện tích lâm sản ngoài gỗ được gây trồng

là 379000 ha chủ yếu tập trung ở 3 vùng Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên và Đông Bắc [4]

Theo quyết định số 1267/QĐ-BNN-KL ngày 05/5/2009 tính đến ngày

31 tháng 12 năm 2008, diện tích rừng toàn quốc là 13,119 triệu ha trong đó 10,348 triệu ha rừng tự nhiên và 2,77 triệu ha rừng trồng Trong đó rừng tre nứa tự nhiên là 641331 ha, rừng trồng 89847 ha

Nứa sau khai thác được sử dụng vào nhiều mục đích: dùng trong xây dựng, nguyên liệu sản xuất giấy, sản xuất cót ép, làm hàng thủ công mỹ nghệ…Trong các loại hình hàng thủ công từ nứa, hàng nứa cuốn ghép được sản xuất tại nhiều làng nghề ở Hà Nội, Nam Định và chủ yếu phục vụ xuất khẩu Thanh Hóa, Hòa Bình là các tỉnh cung cấp nứa nguyên liệu chủ yếu cho các làng nghề của huyện Ý Yên, tỉnh Nam Định

Qua khảo sát ở một số doanh nghiệp tại làng nghề ở Nam Định như Công ty TNHH mây tre Trường Giang và một số hộ sản xuất tại làng nghề nứa cuốn ghép Cát Đằng, Yên Tiến, Yên Thành, Yên Khang, Yên Bằng cho thấy các sản phẩm rất phong phú về chủng loại Từ cây nứa qua bàn tay khéo